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(10分)一般教室门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角= 45°)、锁槽E,以及连杆、锁头等部件组成,如图所示。设锁舌D与外壳A和锁槽E之间的摩擦因数均为μ且受到的最大静摩擦力f=μN(N为正压力)。有一次放学后,当某同学准备锁门时,他加最大力时,也不能将门关上(此种现象称为自锁),此刻暗锁所处的状态如图所示,P为锁舌D与锁槽E之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了x,求:

   

(1)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小;

(2)在正压力很大的情况下,仍然能够满足自锁条件,则μ至少要大?

解析

(1)由力的平衡条件可知:

kx+f1+f2cos45°-Nsin45°= 0       ①

F-Ncos45°-f2sin45° = 0            ②

                      ③

                      ④

由①②③④式得正压力的大小:

     ⑤

(2)令N趋向于,则有  ⑥

解得     ⑦

练习册系列答案
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(2012?凯里市模拟)一般教室门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ=45°)、锁槽E,以及连杆、锁头等部件组成,如图1所示.设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的摩擦因数均为μ,最大静摩擦力fm由fm=μN(N为正压力)求得.有一次放学后,当某同学准备关门时,无论用多大的力,也不能将门关上(这种现象称为自锁),此刻暗锁所处的状态的俯视图如图2所示,P为锁舌D与锁槽E之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了x.

(1)试问,自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向
(2)求此时(自锁时)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小
(3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则μ至少要多大?

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(1)求此时(自锁时)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小?
(2)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则μ至少要多大?

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年吉林省长春市高三上学期期初考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

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(1)求此时(自锁时)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小?

(2)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则μ至少要多大?

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

一般教室门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ=45°)、锁槽E,以及连杆、锁头等部件组成,如图甲所示.设锁舌D与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力fm,由fm=μN(N为正压力)求得.有一次放学后,当某同学准备关门时,他加最大力时,也不能将门关上(此种现象称为自锁),此刻暗锁所处的状态如图乙所示,P为锁舌D与锁槽E之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了x.

(1)试问:锁舌D的下表面所受静摩擦力的方向.

(2)求此时锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小.

(3)若无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则μ至少要多大?

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